雙酚S（BPS）毒性對神經(jīng)發(fā)育及其它方面的影響機制研究

無處不在的雙酚S（BPS）真的是安全無毒害的嗎？

環(huán)境與人類健康目前是最受關注的，雙酚A（BPA）存在于日常生活消費品中的各個方面，廣泛應用于罐頭食品和飲料的包裝、奶瓶、水瓶、牙齒填充物所用的密封膠、眼鏡片以及其他數(shù)百種日用品的制造過程中。


但是雙酚A有毒，長時間攝入與吸取會對肝功能和腎功能有害，而且會降低血液中血紅素的含量。已有研究表明，雙酚A與成年人的心臟病、糖尿病、肝功能不正常等有關聯(lián)，塑料制品中的化學物質(zhì)雙酚A可誘發(fā)心臟病。它是一種內(nèi)分泌干擾物，可模仿人體自身的荷爾蒙，并可能對健康產(chǎn)生負面影響。美國，歐盟，加拿大和挪威等已經(jīng)禁止使用BPA。


為了回應及減少消費者對安全性的擔憂，當前市場上許多塑料制品也貼上“不含雙酚A”的標志，宣傳大家可放心安全使用。


也正是由于化學結構相似及BPA的毒性，所以BPS逐漸成為BPA的替代品。但關于替代品，想必大家內(nèi)心也有疑問：不含雙酚A就真的安全嗎？替代品BPS又真正是完全無毒害的嗎？對人體健康是否有影響？

眾所周知，斑馬魚因其與人類基因極其相似等特性，是被廣泛接受的試驗研究模型。最近，南京醫(yī)科大學毒理學研究所重點研究實驗室、南京醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院毒理學重點實驗室、南京環(huán)境保護研究所的諸多學者們使用Noldus的DanioVision和EthoVision，即斑馬魚行為軌跡跟蹤和動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)對斑馬魚幼魚進行了觀察研究與分析，探討了BPS對斑馬魚幼魚早期神經(jīng)發(fā)育、視網(wǎng)膜結構及行為活動的重要影響。

研究背景
 

雙酚A（BPA）存在于食品包裝、塑料制品等諸多產(chǎn)品中，并且越來越多的證據(jù)表明其具有內(nèi)分泌干擾的功能，會對人體健康有害。一些結構相似的替代品如雙酚S (BPS) (Rochester and Bolden, 2015; Wu et al., 2018b; Zhao et al., 2018)在各種工業(yè)應用中廣泛使用，如清洗劑的清潔成分、酚醛樹脂的電鍍部分和熱敏紙的顯影劑(Liao et al., 2012b)。

 

雙酚S (BPS)作為雙酚A（BPA）的替代品，目前已被廣泛應用于日常消費品的生產(chǎn)與制造。由于BPS的結構與BPA相似，且用途廣泛，因此BPS的安全性一直備受關注。
 

已有學者對BPS進行了相關研究：

1、在體外和體內(nèi)暴露研究中，BPS及其代謝產(chǎn)物已被證明可干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)(Wu et al., 2018a)；

2、2015年的一項研究表明，BPS會干擾性激素水平。

3、急性低劑量BPA或BPS 暴露可改變斑馬魚下丘腦發(fā)育，導致其行為亢奮(Kinch et al.，2015)，而長期暴露BPS可導致雄性斑馬魚視網(wǎng)膜結構受損，可追溯性降低。

 

等等一系列研究表明，BPS可能會產(chǎn)生與BPA類似的健康危害(Rochester and Bolden, 2015)。而目前BPS對神經(jīng)系統(tǒng)的影響尚不清楚，包括對視網(wǎng)膜結構及行為活動的影響也有待進一步探究。

那么，具體研究結果又是什么樣子的呢？

請看下文具體介紹
 

 

主要研究結果

本研究旨在探討B(tài)PS毒性對神經(jīng)發(fā)育及其它方面的影響，并利用魚類和人類疾病模型探討其潛在機制。

 

通過檢測斑馬魚的行為、細胞凋亡(AO染色)、氧化反應、基因表達、組織形態(tài)學和免疫熒光，得到了這一結論：BPS可能通過增加氧化應激，抑制神經(jīng)發(fā)育基因的表達水平，從而影響斑馬魚幼魚活動，改變其視網(wǎng)膜結構。這些結果綜合起來，首次證實了BPS在水生系統(tǒng)中介導的發(fā)育性神經(jīng)毒性，為BPS誘導神經(jīng)毒性的干預途徑提供了新的思路。

 

主要數(shù)據(jù)研究結果詳見下方具體闡釋：

 

 

02 BPS對受精6天后斑馬魚幼魚行為活動的影響
 

圖02為自由泳試驗的結果。由圖02可得知：不同濃度BPS情況下，斑馬魚幼魚活動的總距離和運動速度呈下降趨勢（隨著BPS濃度的增加而減少/降低）。與控制組相比，0.3 mg/L和3.0 mg/L 劑量下有明顯差異。與此同時，陽性對照組中斑馬魚幼魚活動總距離和平均運動速度也有所下降。

 

這些結果表明：BPS會導致斑馬魚行為活動的減少。

 

得到BPS會導致斑馬魚行為活動的減少這一結果后，鑒于以往有研究表明，過度的氧化應激反應會影響斑馬魚運動行為（Chen et al., 2017），研究人員又探索了BPS是否會導致氧化應激反應。

03 斑馬魚受精6天后CAT與SOD活動變化及腦細胞凋亡情況
 

圖03是斑馬魚受精6天后CAT和SOD活動的變化及腦細胞凋亡狀況。從圖03可以看出：與控制組相比，BPS濃度為0.3 mg/L和3.0 mg/L時，斑馬魚CAT活動顯著增加（圖03E）；此外，BPS濃度為0.3 mg/L時，與控制組相比，斑馬魚SOD活動達到最高值（圖03F）。但是，當BPS濃度達到最高值時（3.0 mg/L），SOD活動明顯下降（圖03F）。結果表明：SOD酶不斷耗盡或活性減少，即BPS顯著增加了斑馬魚的氧化應激反應。

 

驗證了這一結果之后（BPS對斑馬魚的氧化應激有顯著的增強作用），研究人員采用AO染色法對BPS誘導斑馬魚幼魚凋亡情況進行了探討。由圖03可知，與控制組相比，包括在BPS濃度為0.03 mg/L條件下，斑馬魚幼魚大腦中無明顯的凋亡細胞（圖03A,B）;然而，BPS濃度為0.3 mg/L和3.0 mg/L時，發(fā)現(xiàn)了明顯的細胞凋亡（圖03C,D）。更重要的發(fā)現(xiàn)是斑馬魚腦區(qū)輻射嚴重。這表明：BPS可能會導致斑馬魚幼魚腦損傷。

04 BPS給藥后斑馬魚幼魚基因表達情況
 

受精后6天的斑馬魚幼魚進行BPS給藥后，研究人員對與神經(jīng)發(fā)育相關的6種基因（(a1-tubulin, elavl3, gap43, mbp, syn2a, and gfap)）進行了評價。由圖04可看出，與對照組相比，高濃度BPS組基因水平顯著下降。這些數(shù)據(jù)表明：BPS可能會影響神經(jīng)發(fā)育。

 

以往的研究表明，BPS會損害斑馬魚的視網(wǎng)膜結構 (Liu et al., 2017a),為了進一步探討此作用機制，因此，本研究中研究人員同時還探討了BPS是否會改變斑馬魚幼魚的視網(wǎng)膜結構。

05 斑馬魚幼魚視網(wǎng)膜結構變化（控制組與BPS組）
 

由圖05可看出，控制組斑馬魚視網(wǎng)膜結構完整，沒有顯著變化，具體表現(xiàn)為：形態(tài)規(guī)則，5個完整的典型薄層。然而，斑馬魚暴露于濃度為0.3 mg/L-3.0 mg/L的BPS中，視網(wǎng)膜形態(tài)開始異常，RPE中開始出現(xiàn)空白區(qū)域（圖05B-D）。隨著BPS濃度的增加，空白區(qū)域增多（如圖05白色箭頭部分）。此外，與控制組相比，BPS組神經(jīng)節(jié)細胞變稀疏了（如圖05D白色三角標注部分）。

 

測定了視網(wǎng)膜形態(tài)開始出現(xiàn)異常之后，研究人員使用GAP43蛋白（眼睛中的蛋白表達） (Kaneda et al., 2010)進行了免疫組織化學研究。斑馬幼魚視網(wǎng)膜中，GAP43蛋白作為一種良好的生化指標用于監(jiān)測視神經(jīng)再生的全過程。如圖05E-H所示。0.3 mg/L-3.0 mg/L BPS濃度下，GAP43蛋白表達顯著下降。上述結果與基因表達結果一致。

該研究是一項系統(tǒng)的研究，闡明了發(fā)育性神經(jīng)毒性和BPS介導的神經(jīng)毒性的潛在機制。研究表明，運動行為測試是檢測藥物和環(huán)境化學物質(zhì)神經(jīng)毒性的有效方法(Sano et al., 2016)，這也是Noldus行為學研究工具的優(yōu)勢，能夠?qū)π袨榛顒舆M行量化觀察及分析。

 

綜上所述，該研究結果表明，早期接觸BPS對斑馬幼魚的運動行為、腦損傷、CAT和SOD活性、病理改變和神經(jīng)系統(tǒng)基因轉錄均有影響，表明BPS可能潛在地干擾神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。

讀完之后，想必一定是很清楚了~原來替代品也不是真正安全無毒害的。

論進行研究的必要性�。�！當然，研究工具也是極其重要的。

以上便是為大家介紹的該研究的主要研究結果，詳細文獻及內(nèi)容，如您想了解更多，歡迎聯(lián)系我們獲取相關資料。

 

參考文獻：

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• Kinch,C.D., Ibhazehiebo, K., Jeong, J.H., Habibi, H.R., Kurrasch, D.M., 2015.Low-dose exposure to bisphenol A and replacement bisphenol S induces precocioushy-pothalamic neurogenesis in embryonic zebrafish. Proceed. Natl. Acad. Sci. USA 112, 1475e1480.

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• Liu, W.,Zhang, X., Wei, P., Tian, H., Wang, W., Ru, S., 2017a. Long-term exposure tobisphenol S damages the visual system and reduces the tracking capability ofmale zebrafish (Daniorerio). J. Appl. Toxicol.: JAT 38 (2), 248e258.

• Rochester,J.R., Bolden, A.L., 2015. Bisphenol S and F: a systematic review and comparisonof the hormonal activity of bisphenol a substitutes. Environ. Health Perspect.123, 643e650.

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• Zhao, F.,Jiang, G., Wei, P., Wang, H., Ru, S., 2018. Bisphenol S exposure impairsglucose homeostasis in male zebrafish (Danio rerio). Ecotoxicol. Environ. Saf. 147, 794e802.